Ono što je možda važnije jest njegov novi 64-bitni A7 proceosr koji posjeduje dvostruko više tranzistora od prethodnika. Sada se, naravno, postavlja pitanje svrhe 64 bita u procesoru, no to ćemo ostaviti za neku drugu temu. Bilo kako bilo, Apple s ovim procesorom obećava dvostruko veću brzinu, a sve ugrađene aplikacije su ponovo izrađene za novi koncept procesora. Ovo znači da će i 3rd party trebati proći isti tretman kako bi se osjetile prednosti koje pruža novi procesor, no u Appleu tvrde da će to proći glatko.

iPhone 5S sadrži i jednu novu komponentu koju Apple naziva “motion co-processor” s oznakom M7. Ovaj dodatak prati kretanje podataka, ponašanje senzora (Akcelerometar, žiroskop i kompas), a prvenstveno je namijenjen novoj generaciji aplikacija za praćene sportskih aktivnosti, što bi trebalo rezultirati točnijim rezultatima.